人人都知道聚合物電池是一種優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，那么聚合物電池容量是如何計(jì)算的？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-05-05 17:29
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在工業(yè)快速發(fā)展的21世紀(jì)，人人都知道聚合物電池是一種優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品，而目前也在進(jìn)一步深入研究中。提起研究，相信一個(gè)問(wèn)題會(huì)展現(xiàn)大家腦中，那就是聚合物電池容量是如何計(jì)算的？
研究發(fā)現(xiàn)，最早應(yīng)用的方法是通過(guò)監(jiān)視電池開(kāi)路電壓來(lái)獲得剩余容量。這是因?yàn)殡姵囟穗妷汉褪Ｓ嗳萘恐g有一個(gè)確定的關(guān)系，測(cè)量電池端電壓即可估算其剩余容量。這種方法的局限是：1）對(duì)于不同廠(chǎng)商生產(chǎn)的電池，其開(kāi)路電壓與容量之間的關(guān)系各不相同。2）只有通過(guò)測(cè)量電池空載時(shí)的開(kāi)路電壓才能獲得相對(duì)準(zhǔn)確的結(jié)果，但是大多數(shù)應(yīng)用都需要在運(yùn)行中了解電池的剩余容量，此時(shí)負(fù)載電流在內(nèi)阻上產(chǎn)生的壓降將會(huì)影響開(kāi)路電壓測(cè)量精度。而電池內(nèi)阻的離散性很大，且隨著電池老化這種離散性將變得更大，因此要補(bǔ)償該壓降帶來(lái)的誤差將十分困難。綜上所述，通過(guò)開(kāi)路電壓來(lái)實(shí)時(shí)估算電池剩余容量的方法在實(shí)際應(yīng)用中無(wú)法達(dá)到足夠的精度，只能提供一個(gè)大致的參考值。
另一種大量應(yīng)用的方法是通過(guò)測(cè)量流入/流出電池的凈電荷來(lái)估算電池剩余容量。這種方法對(duì)流入/流出電池的總電流進(jìn)行積分，得到的凈電荷數(shù)即為剩余容量。這種方法可以獲得令人滿(mǎn)意的精度，因此廣泛運(yùn)用于筆記本電腦等高端應(yīng)用中。
還有一種是電池容量在鋰電池行業(yè)通用算法為：容量≈長(zhǎng)*寬*厚*系數(shù)（0.1~0.12），系數(shù)大小取決于容量的大小，容量越大，系數(shù)越大，容量越小，系數(shù)越小，此算法只能初步反應(yīng)鋰電池的容量，實(shí)際容量視具體產(chǎn)品而定，容量精算比較準(zhǔn)確。
聚合物電池的實(shí)際容量計(jì)算復(fù)雜，目前沒(méi)有一個(gè)較統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，因此需要根據(jù)自身實(shí)際情況來(lái)計(jì)算，如正負(fù)極材料等
引言
當(dāng)前，電動(dòng)工具的發(fā)展呈現(xiàn)小型化，輕型化，無(wú)繩化趨勢(shì)。在便攜式電動(dòng)工具的應(yīng)用中，鎳鎘電池的使用正受到越來(lái)越多的限制。同時(shí)，由于鎳、鈷等有色金屬價(jià)格的成倍上漲，及動(dòng)力型鋰離子電池的新材料應(yīng)用和規(guī)?；a(chǎn)，大大縮小了鋰離子電池與鎳鎘、鎳氫電池的成本差距。這些因素有力的促進(jìn)和推動(dòng)了鋰離子電池在便攜式電動(dòng)工具上的應(yīng)用和發(fā)展。
1概述
鋰離子電池必須考慮充電、放電時(shí)的安全性以及電芯個(gè)體間的一致性，以防止特性劣化。鋰電池能量密度較高難以確保電池的安全性，在過(guò)度充電狀態(tài)下，電池溫度上升后能量過(guò)剩，于是電解液分解而產(chǎn)生氣體，易使內(nèi)壓上升而產(chǎn)生自燃或破裂現(xiàn)象；反之，在過(guò)度放電狀態(tài)下，電解液因分解導(dǎo)致電池特性及耐久性劣化，減少了可充電次數(shù)。而溫度的變化，特別是低溫狀態(tài)下，會(huì)導(dǎo)致以上兩種情況更加容易出現(xiàn)。因此，鋰電池的過(guò)充、過(guò)度放電、過(guò)電流、短路及溫度保護(hù)很重要，所以通常都會(huì)在電池包內(nèi)設(shè)計(jì)保護(hù)線(xiàn)路，用以保護(hù)鋰電池。
2分析
2.1 電池電壓過(guò)高以及對(duì)應(yīng)的過(guò)充電保護(hù)正常情況下，鋰電池充電至4.2 V，同時(shí)，充電電流<0.1 C或0.05 C時(shí)，表征電池充滿(mǎn)。將3000 mAh電池從3.0 V充滿(mǎn)，得到容量曲線(xiàn)如圖1所示：將電池分為三組，考察充電電壓對(duì)電池壽命的影響。分別將充電截止電壓設(shè)定為4.200 V，4.275 V以及4.350 V，放電截止電壓統(tǒng)一設(shè)定為3.0 V，以此條件進(jìn)行電池的充放電循環(huán)，記錄電池容量的變化。如圖2所示。
圖中顯示，由于充電電壓的提高，3號(hào)電池的初始放電容量大于l號(hào)和2號(hào)。但是，經(jīng)過(guò)約20次循環(huán)后，電池容量開(kāi)始急劇下降；2號(hào)電池有類(lèi)似的表現(xiàn)，但由于充電截止點(diǎn)略低，約130次循環(huán)后，電池容量開(kāi)始衰減。所以，電池的充電電壓越高，壽命下降(或衰減速度)則越快。
參照對(duì)于電池300次循環(huán)后剩余80％電量的要求，2號(hào)和3號(hào)都是不能滿(mǎn)足的。1號(hào)正好可以達(dá)到，即正常情況下鋰電池充電電壓不應(yīng)該大于4.2 V。而相對(duì)應(yīng)的，過(guò)充保護(hù)是限定電池電壓超出此范圍的。因?yàn)槌^(guò)此范圍，就一定會(huì)導(dǎo)致電池壽命的下降。而且電池電壓越高，危險(xiǎn)系數(shù)就越大，一般超過(guò)4.25 V就需要特別警戒，有可能出現(xiàn)爆炸的危險(xiǎn)。因此，結(jié)合充電終止電壓對(duì)電池容量和3號(hào)電池放電深度為100％，即每次都將電池容量放光。在250次循環(huán)之后，電池的容量衰減極快，即放電深度越大，電池衰減越快。
一般情況下，終止電壓最低不能低于2.5 V或2.4 V。當(dāng)電池電壓低于2.4 V時(shí)，電池將進(jìn)人深度放電，鋰電池的放電深度越深，其充電壽命就越短，會(huì)導(dǎo)致電池的使用壽命變短。
在實(shí)際應(yīng)用中，通常用設(shè)置過(guò)放保護(hù)終止電壓的方式來(lái)控制深度放電。過(guò)放電保護(hù)終止電壓的設(shè)置，需要參考應(yīng)用設(shè)備的放電電流以及應(yīng)用環(huán)境，但應(yīng)高于2.4 V。
2.3鋰電池的大電流放電以及過(guò)電流保護(hù)實(shí)驗(yàn)設(shè)定：使用同一塊鋰電池，以不同的放電倍率進(jìn)行放電，得到可放出容量。如圖5所示。從圖中看出，隨著放電倍率的提高，電池的放電容量和放電電壓平臺(tái)均有下降，2C、3C的放電容量分別是lC放電容量的89.6％和68.4％，2C、3C放電時(shí)3.6 V以上容量占總?cè)萘康?4.3％和57.2％，說(shuō)明電池放電倍率對(duì)電池的放電容量有很大影響。
作為電動(dòng)工具的蓄電池，鋰電池在使用中最怕的就是過(guò)充電和過(guò)放電。一旦過(guò)充、過(guò)放，就會(huì)導(dǎo)致電池容量降低，壽命減少，繼而損壞。通常，鋰電池中多見(jiàn)的的爆燃現(xiàn)象，大多是由
于電池過(guò)度充電、過(guò)度放電而引起。因此，在鋰電池的使用中，那怕只是一節(jié)電池，都應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)電路，這是保障鋰電池使用安全、使用性能和使用壽命的必不可少的措施。
本文僅作交流，請(qǐng)勿用于商業(yè)用途
作為電動(dòng)工具的蓄電池，鋰電池在使用中最怕的就是過(guò)充電和過(guò)放電。一旦過(guò)充、過(guò)放，就會(huì)導(dǎo)致電池容量降低，壽命減少，繼而損壞。通常，鋰電池中多見(jiàn)的的爆燃現(xiàn)象，大多是由
于電池過(guò)度充電、過(guò)度放電而引起。因此，在鋰電池的使用中，那怕只是一節(jié)電池，都應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)電路，這是保障鋰電池使用安全、使用性能和使用壽命的必不可少的措施。
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